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数据中心的规模持续增长，以满足科学计算和商业应用的需求。作为数据中心内部的信息传输系统，数据中心网络由所有的数据流所共享，导致这些数据流之间的性能干扰。而且，数据中心应用具有不同的带宽和延迟需求。因此，数据中心网络性能优化方法需要为吞吐量敏感型应用提供带宽保证支持，并降低延迟敏感型应用的数据流完成时间。此外，数据中心网络性能优化方法还需要能够充分地利用链路带宽，以提高网络资源利用率。然而，现有的数据中心网络性能优化方法均无法同时满足这些需求。 因此，本文围绕带宽和延迟这两个衡量应用程序网络性能的主要指标，研究数据中心网络的性能优化方法，包括为吞吐量敏感型应用提供带宽保证、降低延迟敏感型应用的数据流完成时间以及有效地利用网络带宽。本文的主要研究内容和贡献如下: (1)数据中心网络带宽保证和低延迟研究。本文分析了多应用共享的数据中心网络的性能优化目标。即，为吞吐量敏感型应用提供带宽保证、降低延迟敏感型应用的数据流完成时间以及有效地利用网络带宽。然而，现有的数据中心网络性能优化方法仅考虑某种或者某几种性能优化目标，而无法同时兼顾所有的这些优化目标。此外，它们通常通过同种数据流实现带宽保证和有效利用网络带宽的目的，但是，由于这些数据流之间的相互影响，现有方法无法为应用提供严格的带宽保证支持。为了解决这个问题，本文提出一种能够同时满足这些优化目标的数据中心网络性能优化方法。通过将单条数据流切分为两条具有不同优先级的子流，并由高低优先级的子流分别实现带宽保证和有效利用带宽的目的，本方法可以为吞吐量敏感型应用提供严格的带宽保证支持，并降低延迟敏感型应用的数据流完成时间。并且，本方法可以充分地利用链路带宽，从而有效地提高网络资源的利用率。 (2)快速拥塞检测和流调度方法研究。新型数据中心采用具有多路径的网络拓扑，以提高网络的性能和可靠性。但是，传统的路由技术通常导致网络负载分配不均衡和链路拥塞，因而降低了网络的性能。通过将拥塞链路上的大流调度到非拥塞链路，可以更加有效地利用网络带宽。然而，现有的方法周期性地查询交换机的相关统计信息以检测网络的拥塞状态和网络中的大流信息，从而产生较大的拥塞检测延迟和网络开销。为此，本文提出一种基于软件定义网络的快速拥塞检测和流调度方法。本方法由交换机自主检测网络拥塞，从而极大地降低了拥塞检测的延迟和网络开销。而且，本文通过设计一种主机端的大流检测方法，降低了大流检测所产生的网络开销。此外，通过将拥塞信息实时地通告给网络控制器，并由控制器将拥塞链路上的大流调度到非拥塞链路，本方法可以有效地均衡网络负载并高效地利用网络带宽。 (3)带宽保证感知的虚拟机放置算法研究。实现带宽保证的前提是确保任意链路上分配的保证带宽的总和不超过链路的带宽容量。然而，现有的虚拟机放置算法或者不考虑带宽保证需求，或者采用粗粒度的资源抽象模型而无法满足当前数据中心的实际需要。为了解决这个问题，本文提出一种细粒度的带宽保证感知的虚拟机放置算法。本文将该虚拟机放置问题表示为以最小化服务器使用量为目标函数的非线性规划问题，并提出求解该非线性规划问题的启发式算法，以达到满足带宽保证前提和降低数据中心服务器使用量的目的。